Modelling and optimizing processes of workflow nets by means of evolutionary techniques

Jan Plucar

Doctoral thesis

Abstract:

Dizertační práce se zaměřuje na práci s metodou Analytického programování, která je zde použita pro potřeby symbolické regrese Workflow sítí. Tyto sítě mohou popisovat různorodé procesy, což je v disertační práci demonstrováno ne několika příkladech. Práce seznámí čtenáře se základy Petriho sítí, Workflow sítí, Bio-inspirovaných algoritmů a se základy mnoha dalších metod. V první části práce je rozebrán aktuální stav díla, ze kterého jsou odvozeny cíle práce. Následně jsou popsány použité metody a návrh experimentu. Důležitou součástí práce je vyhodnocení kvality generovaných sítí, a proto se část práce zabývá metodami pro analýzu sítí. Metody pro analýzu sítí byly otestovány na vygenervané datové sadě, která obsahovala sítě různých velikostí. Výsledky jsou publikovány v samostatné kapitole, kde je vyhodnoceny. Funkčnost nástroje pro generování sítí pak byla testována na několika experimentech, z nichž tři jsou popsány i v této práci. Zmíněné experimenty byly vybrány zejména proto, že demonstrují řešení problémů z reálného života. Vygenerované sítě splňují nároky na dobře strukturované sítě a zároveň poskytují dostatečně dobré řešení zadaného úkolu. Na závěr práce probíhá diskuze výsledků a návrh na budoucí pokračování v oblasti.

Abstract:

The thesis deals with the method of Analytical Programming, which is used for symbolic regression of Workflow Nets. These nets can be used to model various processes, which are demonstrated on several examples. The work will introduce the reader to the theory of Petri nets, Workflow nets, bio-inspired algorithms and the basics of many other methods. In the first part of the thesis, the state of the art is presented. The aims of this thesis are derived from this state of the art. The methods used and the design of the experiment are described below. An important part of the work is the verification of the generated nets quality, therefore a part of the thesis deals with methods for nets analysis. Methods for net analysis were tested on a generated dataset that contained nets of different sizes. The result of the experiment is presented and discussed. The functionality of tool for nets synthesis has been tested in several experiments, three of which are described in this work. These experiments were selected primarily because they demonstrate the solution of real life problems. Generated networks meet the requirements of well-structured networks, while providing a satisfactory solution to the task. At the end of the work, a discussion of the results and a proposal for future continuation of the area are laid out.

Keywords

Petriho sítě, Workflow sítě, Symbolická regrese, Analytické programování, Evoluční techniky

Keywords

Petri nets, Workflow nets, Symbolic regression, Analytic programming, Evolutionary techniques

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 16. 11. 2017

Thesis defence

• Date of defence: 13. 12. 2017
• Supervisor: Ivan Zelinka
• Reader: Lačezar Ličev, Rui Miguel Silva, Roman Šenkeřík

VŠB - Technical University of Ostrava

Fakulta elektrotechniky a informatiky

Doctoral programme / field:
Informatika, komunikační technologie a aplikovaná matematika / Informatika